Question

反應aA（g）+bB（g）

催化劑

cC（g）（△H＜0）在等容條件下進行．改變其他反應條件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如圖1所示：回答問題：
（1）反應的化學方程式中，a：b：c為

1：3：2

；
（2）A的平均反應速率V_Ⅰ（A）、V_Ⅱ（A）、V_Ⅲ（A）從大到小排列次序為

v_Ⅰ（A）＞v_Ⅱ（A）＞v_Ⅲ（A）

；
（3）B的平衡轉化率α_Ⅰ（B）、α_Ⅱ（B）、α_Ⅲ（B）中最小的是

α_Ⅲ（B）

，其值是

19.4%

；
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動的方向是

向正反應方向

，采取的措施是

從反應體系中移出產物C

；
（5）比較第Ⅱ階段反應溫度（T₂）和第Ⅲ階段反應溫度（T₃）的高低：T₂

＞

T₃（填“＞”“＜”“=”），判斷的理由是

此反應為放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，平衡的移動只能減弱改變，不能抵消改變

；
（6）達到第三次平衡后，將容器的體積擴大一倍，假定10min后達到新的平衡，請在下圖2中用曲線表示第IV階段體系中各物質的濃度隨時間變化的趨勢如圖2（曲線上必須標出A、B、C）．

Answer 1

分析：（1）由圖可知第Ⅰ階段，平衡時△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，根據濃度變化量之比等于化學計量數之比計算；
（2）根據化學反應速率為單位時間濃度的變化值，可計算三個階段用A表示的化學反應速率，據此判斷；
（3）轉化率是物質的減少量與初始量的比值，計算三個階段B的轉化率，據此解答；
（4）第Ⅱ階段C是從0開始的，瞬間A、B濃度不變，因此可以確定第一次平衡后從體系中移出了C，即減少生成物濃度，平衡正向移動；
（5）第Ⅲ階段的開始與第Ⅱ階段的平衡各物質的量均相等，根據A、B的量減少，C的量增加可判斷平衡是正向移動的，根據平衡開始時濃度確定此平衡移動不可能是由濃度的變化引起的，另外題目所給條件容器的體積不變，則改變壓強也不可能，因此一定為溫度的影響，此反應正向為放熱反應，可以推測為降低溫度，另外結合A的速率在三個階段的情況，確定改變的條件一定為降低溫度，根據勒夏特列原理，平衡的移動只能減弱改變，不能抵消改變，因此達到平衡后溫度一定比第Ⅱ階段平衡時的溫度低；
（6）達到第三次平衡后，將容器的體積擴大一倍，改變條件的瞬間，各組分的濃度變為原來的二分之一，容器體積增大，壓強降低平衡向體積增大的方向移動，但增大的物質的量濃度小于第三次平衡時濃度，同時注意各組分物質的量濃度變化量之比等于化學計量數之比，據此作圖．

解答：解：（1）由圖可知第Ⅰ階段，平衡時△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，濃度變化量之比等于化學計量數之比，故a：b：c=1mol/L：3mol/L：2mol/L=1：3：2，故答案為：1：3：2；
（2）v_Ⅰ（A）=

1mol/L

20min

=0.05mol/（L?min），v_Ⅱ（A）=

1mol/L-0.62mol/L

15min

=0.0253mol/（L?min），
v_Ⅲ（A）=

0.62mol/L-0.5mol/L

10min

=0.012mol/（L?min），
故A的平均反應速率v_Ⅰ（A）＞v_Ⅱ（A）＞v_Ⅲ（A），故答案為：v_Ⅰ（A）＞v_Ⅱ（A）＞v_Ⅲ（A）；
（3）B的平衡轉化率α_Ⅰ（B）=

3mol/L

6mol/L

×100%=50%，α_Ⅱ（B）=

3mol/L-1.86mol/L

3mol/L

×100%=38%，
α_Ⅲ（B）=

1.86mol/L-1.5mol/L

1.86mol/L

×100%=19.4%，
故答案為：α_Ⅲ（B）；19.4%；
（4）第Ⅱ階段C是從0開始的，瞬間A、B濃度不變，因此可以確定第一次平衡后從體系中移出了C，即減少生成物濃度，平衡正向移動，
故答案為：向正反應方向，從反應體系中移出產物C；
（5）第Ⅲ階段的開始與第Ⅱ階段的平衡各物質的量均相等，根據A、B的量減少，C的量增加可判斷平衡是正向移動的，根據平衡開始時濃度確定此平衡移動不可能是由濃度的變化引起的，另外題目所給條件容器的體積不變，則改變壓強也不可能，因此一定為溫度的影響，此反應正向為放熱反應，可以推測為降低溫度，另外結合A的速率在三個階段的情況，確定改變的條件一定為降低溫度，根據勒夏特列原理，平衡的移動只能減弱改變，不能抵消改變，因此達到平衡后溫度一定比第Ⅱ階段平衡時的溫度低，
故答案為：＞；此反應為放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，平衡的移動只能減弱改變，不能抵消改變；
（6）達到第三次平衡后，將容器的體積擴大一倍，改變條件的瞬間，各組分的濃度變為原來的二分之一，容器體積增大，壓強降低平衡向逆反應方向移動，但增大的物質的量濃度小于第三次平衡時濃度，同時注意各組分物質的量濃度變化量之比等于化學計量數之比，A、B、C的濃度隨時間變化的趨勢如圖：，
故答案為：．

點評：本題考查化學反應速率與化學平衡圖象、化學平衡有關計算、化學反應速率、化學平衡影響因素等，難度中等，（6）中作圖為易錯點，學生容易只考慮改變瞬間各物質的濃度，不注意平衡時各物質濃度的變化量．